【発明の詳細な説明】
ＯＥＩＣモジュールおよび光ファイバを
光学的に相互結合するための結合装置
W.Hunziker，W.Vogt，H.Melchior:″Self-aligned optical flip-chip OEIC p
ackaging technologies″in Proceedings ECOC'93(Montreux，Switzerland)，Vo
l.1 p.84-91 から、ＯＥＩＣモジュールの光学的入／出力側と光ファイバの端面
を自己調心（セルフアライメント）により光学的に結合するための結合装置が公
知である。
この公知の結合装置の場合、ＯＥＩＣモジュールの入／出力側は、そのモジュ
ールの少なくとも１つの平坦な端部面で１つの直線上に並置されている。ファイ
バは支持体上で溝の中に配置されて保持されており、入力側または出力側に個別
に対応づけられているそれらのファイバの端面は、１つの共通の平面内の１つの
直線上で同じ方向に配向されて並置されている。
ＯＥＩＣモジュールは、その端部面に垂直であり入／出力側の直線に対し平行
な表面を有している。
支持体は、端面の平面に対し垂直であり端面の直線に平行な表面を有しており
、その中に溝が配置されている。
ＯＥＩＣモジュールは支持体上に、そのモジュール
の平坦な表面が支持体の平坦な表面と向き合うように配置されている。
支持体上にＯＥＩＣモジュールを配置させるために、モジュールの平坦な表面
上に１つまたは複数の突出部が形成されており、それらの各々は支持体の１つの
溝に対応づけられている。モジュールは次のように支持体上に載置される。すな
わち、突出部が対応づけられた溝に突出し、互いに対向し斜めの角度で位置する
溝の側方制限面に当接するよう、支持体上に載置されていて、モジュールの平坦
な表面は支持体の平坦な表面から間隔をおいて配置されている。
このように支持体上に載置されるモジュールの場合、互いに対応づけられてい
る光ファイバ端面とモジュール入／出力側とが自動的に適切な位置に相互に配置
されるようになり、つまり軸線方向で互いに対向して位置するようになる。
ＯＥＩＣモジュールの電気的な接触接続のために、支持体の平坦な平面上に弾
性的にはんだ付けされた電気的な接点が設けられている。
本発明の課題は、ＯＥＩＣモジュールの光学的入／出力側と光ファイバの端面
とを上記のものとは異なる形式で自動調心により光学的に相互結合すること、お
よび光ファイバが溝に配置されて保持されている支持体上に前記モジュールを上
記のものとは異なる形式で電気的に接触接続させることである。
上記のものとは異なる形式で自動調心により光学的な相互結合を行うことは、
請求項１に記載された本発明による結合装置により達成される。この場合に本質
的な点は、ＯＥＩＣモジュールは平坦な載置面を有し、支持体は平坦な支承面を
有し、この支承面上にモジュールの載置面が平坦に載置され、さらにモジュール
と支持体との間における側方の相対的なずれを制限するためのストッパ装置が設
けられていることである。これにより、互いに対応する端面と入力側および／ま
たは出力側との相互間における自己調心による適正な配置が可能となる。支持体
上にモジュールを平坦に載置するためにたいして精確な位置決めをあらかじめ行
う必要がなく、また、そのような載置は著しく安定しており、さらに支承面に対
する光ファイバの位置をきわめて精確に調節することができる。
請求項２〜５には、請求項１に記載された本発明による結合装置の有利な実施
形態が示されている。
別の形式の電気的な接触接続は、請求項６に記載された本発明による結合装置
により達成される。この場合に本質的な点は、電気的な接触接続は支持体の背面
から行われることであり、このことによってワイヤボンディングによる簡単な接
触接続構成が可能となる。本発明による接触接続構成は請求項１〜５に記載の結
合装置に限定されるものではなく、光学的な結合装置において汎用的に利用でき
るものである。
請求項７〜１４には、請求項１〜５に記載の結合装置のために有利であるがそ
れらの装置構成に限定されない有利な支持体について示されている。この場合、
支持体には溝が設けられており、それらの溝にファイバが配置されて固定される
。
次に、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、背面接触を行う本発明による自己調心による結合装置の支持体の平面
図であり、この図ではＯＥＩＣモジュールの位置が破線で示されている。
図２は、ＯＥＩＣモジュールの１つの実例を示す平面図であり、この下側にス
イッチング可能な４つの光学的方向性結合器が形成されている。
図３は、図２によるモジュールの端部面を示す平面図である。
図４は、図１のラインＩ−Ｉに沿って切り取られ支持体の支承面に対し垂直な
断面を示す部分拡大図であり、この場合、本発明によるストッパ装置のために特
別に溝が設けられていることが示されている。
図５は、図１のラインＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切り取られ支承面に対し垂直な
支持体断面を示す図であり、この場合、図２および図３によるＯＥＩＣモジュー
ルが載置されており電気的に接触接続されている。
図６は、図１のラインＩＩ−ＩＩに沿って切り取られ支承面に対し垂直な支持
体断面を示す図であり、こ
の場合、この断面は支持体の溝を横切って分断するトレンチに沿って延在してお
り、このトレンチは溝にファイバを固定する接着剤を取り込むためのものである
。
図７は、図６による断面図に相応する支持体の断面とファイバを保持する補助
支持体の断面を示す図であり、この場合、支持体に対し補助支持体は、ファイバ
が支持体の溝に配置されるように載置される。
図８ａおよび図８ｂは、支持体表面における一貫した１つの溝ないしは複数の
セクションに分割された溝と、この溝ないし溝セクションに対し所定の角度で延
在するマスクないしマスクセクションを部分的に示す図である。
図１の平面図には、ＯＥＩＣモジュールの光学的入／出力側と光ファイバの端
面とを自動調心で光学的に相互結合するための本発明による結合装置が示されて
いる。この結合装置はたとえば図平面内に位置する平坦な支承面３３を有してお
り、これはたとえば支持体３の凹部３６により互いに分離されている２つの支承
面セクション３３０により構成されている。
各支承面セクション３３０には互いに平行に延在する溝３１から成る列３０が
形成されており、それらの溝には結合すべきファイバ２１が次のように配置され
て保持されている。すなわち、それらのファイバ２１の端面２１０が同じ方向に
配向され、支承面３３の平
面に対し垂直な１つの共通の面２２内で１つの直線２２０上に並置されている（
図４参照）。
各支承面部分３３０のファイバの端面２１０は、それらの支承面部分３３０を
境界付けたとえば端面２１０の直線２２０に対し平行な凹部３６の周縁３６０か
ら、間隔ｄ1をおいて配置されている。支承面部分３３０の溝は上記の周縁部３
６０まで延びている。
各支承面部分３３０は平坦な平面ストリップ３３１を有しており、これらの平
面ストリップは図平面内に位置し、隣り合う溝３１を互いに分離している。
ＯＥＩＣモジュール１はその載置面１３（図３および図５参照）で、図１に破
線で示されているように支承面３３上に平坦に配置されている。つまり、互いに
対向して位置する２つの端面１２を有するモジュール１がその載置面１３で、一
方の端面１２と隣接するこの載置面１３の部分が対応づけられた支承面セクショ
ン３３０上に載置され、他方の端面１２と隣接する載置面１３の部分は他方の支
承面セクション３３０に平坦に載置される。
モジュール１の載置面に対し垂直であり互いに平行な各端部面１２は、モジュ
ール１がこのように支持体３上に載置されている場合、支持体３の支承面３３に
対し垂直に位置している。
さらにモジュール１は、各端部面１２と対応づけられて対置されているファイ
バ端部２１０の存在する平
面２２に対しそれらの端部面２２が平行になるよう配置されている。
しかもモジュール１は、ファイバ端部２１０と対応づけられたそのモジュール
１の端部面１２内に位置する入／出力側１１が各ファイバ端部２１０と精確に対
置するように配置されている。
これは本発明によればストッパ装置により達成される。このストッパ装置によ
り、載置面１３で支承面３３上に平面的に載置されたＯＥＩＣモジュール１と支
持体３との間の相対的なずれを、対応づけられたファイバ端面２１０の平面２２
ならびに支承面３３と平行な方向で、互いに対応づけられた端面２１０と入力側
および／または出力側１１が対置している個所において制限可能である。
この場合に前提とするのは、端部面１２に配置されたＯＥＩＣモジュール１の
入力側および／または出力側１１が、その載置面１３に対し平行な直線１２０（
図３参照）上に並置されていることであり、この直線１２０と載置面１３との間
隔ａは、端面２１０の直線２２０と支持体３の支承面３３との間隔に等しいこと
である。
ストッパ装置はたとえば溝３１および突出部１３１から成り、この突出部１３
１はモジュール１の載置面１３上に形成されていて、あそびを伴って溝３１に適
合している。このようなストッパ１３１は溝３１に対
し相対的に次のように設計されて配置されている。すなわち、ファイバ２１の端
面２１０の平面２２に対し平行なモジュール１と支持体３との間の相対的なずれ
が生じたとき、このストッパ１３１が上記の溝３１の側方限界面３１１と接触し
、その際にモジュール１の入力側および／または出力側１１が対応づけられたフ
ァイバ２１の端面２１０とそれぞれ精確に対置している個所で、そのような相対
運動が止まるように設計され配置されている。
図２および図３には、ＯＥＩＣモジュールの１つの実例を上から見た平面図な
いしは端部面１２を表す図が示されている。この実施例の場合、載置面１３はモ
ジュール１の裏側である。
このモジュール１の場合、たとえば載置面１３には一般的に知られた４つのス
イッチング可能な光学的方向性結合器１０が形成されており、図２の場合には上
側とは反対側のモジュール１の下側にそれが存在しているので、そのような方向
性結合器１０は各々に対応づけられた制御電極１１２といっしよに破線で示され
ている。
各方向性結合器１０は、モジュール１上に集積された２つの光学的なストリッ
プ導波体１１０，１１１から成る。これらのストリップ導波体１１０，１１１は
、モジュール１の互いに対向する両方の端部面１２で終端しており、これら２つ
のストリップ導波体１１０
と１１１の一方に案内される光の波が他方の導波体に結合可能なよう、それらの
導波体は中間部分では間隔が狭められて互いに平行に延在している。この場合、
上記の結合は、その中間部分において導波体１１０，１１１の隣りに配置された
制御電極１１２へ印加される制御電圧に応じて行わせることができる。
モジュール１の両方の端部面１２の一方に位置するストリップ導波体１１０お
よび１１１の各端面によって、モジュール１の入力側および／または出力側１１
が規定される。これらの端面１１は、支承面１３および該当する端部面１２に対
し平行な線１２０上に配置されている。この線１２０と載置面１３との垂直方向
の間隔ａは、ストリップ導波体１１０および１１１がこの載置面１３上にじかに
設けられているため、著しく小さく、μｍないしはサブμｍの範囲である。基本
的に、間隔ａをゼロとすることもできる。
入／出力側１１とファイバ２１の端面２１０の相互間の精確な調整に関して重
要なことは、線２２０（図６参照、この線上にファイバ２１の端面２１０におけ
るファイバ中央軸がある）と支持体３の支承面３３との間隔ｂが間隔ａと等しい
ことである。なぜならば、既述のようにモジュール１を支持体３上に平坦に載置
する場合、それら両方の線１２０と２２０は、支承面３３に関して同じ高さに位
置するからである。
モジュール１が既述のようにして支持体３上に取り
付けられ、突出部１３１が対応づけられた溝３１の側方制限面３１１に当接する
ようになると、互いに対応づけられた入力側および／または出力側１１と端面２
１０が自動的に調節され、モジュール１を支持体３上のその位置に固定すること
ができる。
支持体３上に固定されたモジュール１の接触接続を行うため、支持体には貫通
開口部３７が設けられている。この貫通開口部はモジュール１の領域で、たとえ
ば凹部３６の領域で、モジュール１とは反対側の支持体３の背面３４まで延びて
いて、この貫通開口部を通して背面３４の方からモジュール１の接触接続を行う
ことができ、これはたとえばワイヤボンディングにより行える。
図５に示されている縦断面図の場合にはたとえば、方向性結合器１０の電極１
１２はボンディングワイヤ７０を介して配線板７と電気的に接続されており、こ
の配線板の上にたとえば支持体３が配置されている。
モジュール１の載置面１３上の突出部１３１は、図１に示されているようにフ
ァイバ２１が保持されている溝３１内に配置可能である。しかしながら、ファイ
バ２１の端面２１０と対応づけられた入力側および／または出力側１１との間に
おいて、障害のない光の伝播を行わせるために好適であるのは、ファイバ２１が
配置されておらず保持されていない別個の溝６１内に、上記のような突出部１３
１を配置することである。
そのような溝６１はたとえば隣り合う各溝３１の間に配置させることができ、そ
れらの溝３１よりも小さい横断面寸法を有するように構成することができる。重
要なのは、突出部１３１があそびを伴って上記の溝６１と適合するようにし、ず
らすことによりその溝６１の側方制限面６１１と接触するよう動かせるようにす
ることである。
ファイバ２１を支持体３の溝３１に固定するために好適であるのは、支承面３
３に溝３１を横切って分断するトレンチ５０を形成することであり、このトレン
チ５０はファイバ２１を溝３１に固定する接着剤６０（図６参照）を取り込むた
めのものであって、溝３１よりも深い深さｔ2まで支承面３３から延びている。
この場合、溝３１はそれよりも浅い深さｔ1を有している。このようなトレンチ
５０によって、毛管現象による接着剤６０の自動的な取り込みと均一な分布が可
能となる。接着剤６０はたとえばエポキシ接着剤とすることができる。トレンチ
５０自体は鋸引きによって形成することができる。
また、隣り合う各溝３１の間においてトレンチ５０を横切って延在する別のト
レンチ５１を支承面３３に設けるのも好適である。この別のトレンチ５１には前
記のトレンチ５０が連通していて、この別のトレンチ５１は前記のトレンチ５０
よりもさらに深い深さｔ3まで支承面３３から延びている。このような別のトレ
ンチによって、接着剤６０がこの別のトレンチよりも向こう側にある溝３１まで
流れすぎるのが阻止される。向こう側にあるそれらの溝内にもたしかにファイバ
２１を取り付けるべきであるが、それはたとえば別のトレンチ５１のこちら側で
取り付けるべきファイバ２１とは同時には取り付けられないようなものである。
別のトレンチ５１を、ファイバ２１を取り付ける複数の平行な溝３１を有する
支持体セクションを互いに分離するために用いることもでき、そのような支持体
セクションは、図１による支持体３を形成するため別のトレンチ５１の領域でそ
の支持体から分離される。
また、ファイバ２１を補助支持体４の溝４１に配置して取り付けるようにして
も、さらに好適である。それらの溝４１は、補助支持体４の平坦な表面４３に次
のように形成され設計されたものである。すなわち図７に示されているように、
それらの溝４１内に配置されたファイバ２１がその周囲面２１２で溝４１の側方
制限面４１１と接触し、補助支持体４の平坦な表面４３から突出するように構成
されている。
補助支持体４の溝４１を支持体３の１つの平面内に配置された溝３１と、以下
のように重ね合わせることができる。すなわち、各ファイバ２１が支持体３にお
ける対応づけられた溝３１においてその周囲面２１２で溝３１に突入して、その
溝３１の側方制限面３１１と接触するようにして行える。この場合、補助支持体
４を支持体３と同一に形成することができ、別のトレンチ５１において大きい方
の支持体から分離されたその支持体の１つのセクションとすることができる。相
応に、補助支持体４が接着剤を取り込むためのトレンチ５０を有するように構成
することもできる。
補助支持体４上でファイバ２１をまえもって別個に組み立てることによって生
産量が高まり、さらにファイバ２１を両側で固定できるようになる。
すべての溝３１，４１，６１を、ならびに別のトレンチ５１も、それらがそれ
ぞれ斜めに角度をなして互いに配置されて向き合っている側方制限面３１１，４
１１，６１１ないし５１１を有するように構成するのが有利である。このような
制限面はたとえば、シリコンにおける選択性エッチングにより溝を形成すること
で得られる。したがって、支持体３がシリコンから成ると有利であり、他方、モ
ジュール１は電気光学的な材料たとえばＩｎＰから成る基板を有するのが有利で
ある。
互いに斜めに角度をなして配置されている側方制限面を備えた溝は、Ｖ字形ま
たはＵ字形とすることができる。
シリコンから成り、Ｖ字形またはＵ字形の溝３１ないし４１および別のトレン
チ５１を異方性エッチングにより形成するようにした、本発明による結合装置の
ための支持体３ないし補助支持体４の実施例を実現す
るにあたり、溝３１ないし４１は約１５３μｍの開口幅ｓと約１０８μｍ深さｔ1
を有するようにし、別のトレンチは約１５０μｍの深さｔ3を有するようにした
。また、鋸引きされたトレンチ５０は約１３０μｍの深さｔ2を有するようにし
た。さらにファイバ２１には、コア２１５（図４参照）の直径が典型的には３〜
８μｍでありクラッド２１２の直径が典型的には約１００〜１５０μｍである周
知の単一モードのグラスファイバを用いた。
取り付けるべきファイバ２１は通常、保護外被２５で覆われている。この保護
外被２５は、溝３１の領域ではファイバ２１から取り除かれている。保護外被２
５の除かれた脆いファイバ２１に対し機械的に負荷が加わらないようにする目的
で、溝３１においてモジュール１とは反対側に、保護外被２５で被覆されたファ
イバ２１を収容し固定するための槽状の凹部３２が設けられており、これは溝３
１と交差して延在しており、その中に保護外被２５を配置したとえば接着剤で固
定することができる。実現された実施例では、この凹部３２は約１５０μｍの深
さを有するものであった。
溝３１，４１または６１の選択性エッチングにおいて、ストリップ状の縦長の
マスクがシリコンの結晶軸に対して平行に位置していない場合には、溝３１の実
例として図８ａに示されているように、長い溝の選択性エッチングにおいて幅が
広がる可能性がある。幅Ｓ1
であり長さＬのマスク８は、支持体３における表面３３の選択性エッチングに
よりシリコンから溝３１が形成される方向ｒに対し、角度αをなしている。この
溝３１の開口幅ｓは、方向ｒに対し垂直に測定されたマスク８の左下の角８１と
右上の角８３との間の間隔により規定されている。マスク８の長さＬが長くなれ
ばなるほど、生じる溝３１の幅ｓは大きくなる。
溝３１の幅ｓを小さく抑えるために、マスク８を用いるのではなく図８ｂに示
されているような１つまたは複数の分断されたマスクを用いる。そのようなマス
クは、中央軸３８の方向で互いに間隔ｅをおいて配置されたマスクセクション８1
，８2，８3，８4，８5により構成されている。これらのマスクセクション８1〜
８5の各々によって溝セクション３１1、３1１2、３１3、３１4、３１5が生成さ
れ、これはマスクセクションの長さｌが短いため、図８ａに示された長いマスク
８により生成された溝３１よりも狭い幅ｓを有している。
生成された溝セクション３１1〜３１5は、方向ｒで相前後して側方が互いに平
行にずらされて配置されていて、方向ｒに対し角度αを成して延在しているマス
クセクション８1〜８5の中央軸３８上にそれぞれ配置されている。隣り合うマス
クセクション８1と８2ないし８2と８3ないし８3と８4ないし８4と８5は、溝セク
ションと交差して延在するウェブ８12
，８23，８34ないし８45によりそれぞれ分離されている。ファイバ２１を挿入で
きるようにする目的で、隣り合う溝セクション８1と８2ないし８2と８3ないし８3
と８4ないし８4と８5は、それらの間に位置し方向ｒおよび軸３８と交差して延
在するトレンチ状の凹部３９により互いに分離され、その際、それらの凹部３９
によりウェブ８12，８23，８34ないし８45が取り除かれ、それらは図８ｂに破線
で示されている。このようなトレンチ状の凹部３９は鋸引きによって形成できる
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
OEIC module and optical fiber
Coupling device for optical interconnection
W. Hunziker, W. Vogt, H. Melchior: "Self-aligned optical flip-chip OEIC p
ackaging technologies ″ in Proceedings ECOC'93 (Montreux, Switzerland), Vo
l.1 From p.84-91, optical input / output side of OEIC module and end face of optical fiber
A coupling device for optically coupling the optical fibers by self-alignment (self-alignment) is publicly available.
Is knowledge.
In the case of this known coupling device, the input / output side of the OEIC module is
At least one flat end face of the tool. Phi
Is placed and held in a groove on the support, and is
The end faces of those fibers that are associated with a single plane in one common plane
They are aligned side by side in the same direction on a straight line.
The OEIC module is perpendicular to its end face and parallel to the input / output side straight line.
It has a perfect surface.
The support has a surface perpendicular to the plane of the end face and parallel to the straight line of the end face.
, A groove is arranged therein.
The OEIC module is mounted on a support
Are arranged such that the flat surface of the support faces the flat surface of the support.
The flat surface of the module to place the OEIC module on the support
One or more protrusions are formed on each of them, each of which supports one of the supports.
It is associated with the groove. The module is mounted on a support as follows. sand
That is, the protruding portions protrude into the corresponding grooves and are located at an oblique angle to each other.
The module rests on a support so that it abuts the lateral limiting surface of the
The surface is spaced from the flat surface of the support.
In the case of modules placed on the support in this way, they are associated with each other.
The optical fiber end face and the module input / output side are automatically placed in the proper position
That is, they are located opposite each other in the axial direction.
For the electrical contact connection of the OEIC module, a spring rests on the flat surface of the support.
Sexually soldered electrical contacts are provided.
An object of the present invention is to provide an optical input / output side of an OEIC module and an end face of an optical fiber.
Optically interconnected by self-centering in a form different from that described above, and
And the module on a support where the optical fibers are held and arranged in grooves.
A different form of electrical contact is used.
Performing optical interconnection by self-centering in a form different from that described above,
This is achieved by a coupling device according to the invention as defined in claim 1. Essence in this case
The important point is that the OEIC module has a flat mounting surface and the support has a flat bearing surface.
The mounting surface of the module is placed flat on the bearing surface, and the module
A stopper device is provided to limit the relative lateral deviation between the support and the support.
It is that Thereby, the corresponding end faces and the input side and / or
Alternatively, proper arrangement by self-centering between the output side and the output side is possible. Support
Precise positioning is required to place the module flat on top.
Need not be installed, and such mounting is remarkably stable, and
The position of the optical fiber to be adjusted can be adjusted very precisely.
Claims 2 to 5 show advantageous embodiments of the coupling device according to the invention as defined in claim 1.
The morphology is shown.
Another type of electrical contact connection is a coupling device according to the invention as claimed in claim 6.
Is achieved by The essential point in this case is that the electrical contact connection is on the back of the support
This allows simple connection by wire bonding.
A tactile connection configuration becomes possible. The contact connection configuration according to the present invention is a connection according to claims 1 to 5.
It is not limited to a coupling device, but can be used for general purposes in an optical coupling device.
Things.
Claims 7 to 14 are advantageous for the coupling device according to claims 1 to 5, but are advantageous.
An advantageous support is shown which is not limited to these device configurations. in this case,
The support is provided with grooves, in which fibers are arranged and fixed
.
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a plan view of the backing of a self-aligning coupling device according to the invention with back contact.
It is a figure, and in this figure, the position of the OEIC module is shown by a broken line.
FIG. 2 is a plan view showing one example of the OEIC module, and the lower side of FIG.
Four switchable optical directional couplers are formed.
FIG. 3 is a plan view showing an end face of the module according to FIG.
FIG. 4 is taken along line II of FIG. 1 and is perpendicular to the bearing surface of the support.
FIG. 4 is a partially enlarged view showing a cross section, in which case a stopper device according to the invention is particularly suitable.
It is shown that a separate groove is provided.
FIG. 5 is cut along line III-III of FIG. 1 and is perpendicular to the bearing surface.
FIG. 4 shows a cross section of a support, in which case the OEIC module according to FIGS. 2 and 3
Is mounted and electrically connected.
FIG. 6 shows a support taken along line II-II in FIG. 1 and perpendicular to the bearing surface.
FIG.
In this case, this cross section extends along a trench that cuts across the groove in the support.
This trench is for taking in the adhesive that fixes the fiber in the groove
.
FIG. 7 shows a cross section of the support corresponding to the cross section according to FIG.
FIG. 4 shows a cross section of a support, in which case the support is an auxiliary support relative to the fiber;
Are placed in the grooves of the support.
8a and 8b show one consistent groove or multiple grooves in the support surface.
A groove divided into sections and extending at a predetermined angle to this groove or groove section.
FIG. 4 is a view partially showing an existing mask or mask section.
The plan view of FIG. 1 shows the optical input / output side of the OEIC module and the end of the optical fiber.
A coupling device according to the invention for self-aligning and optically coupling surfaces with a surface is shown.
I have. This coupling device has, for example, a flat bearing surface 33 located in the drawing plane.
This comprises, for example, two bearings which are separated from one another by a recess 36 in the support 3.
It is constituted by a surface section 330.
Each bearing surface section 330 has a row 30 of grooves 31 extending parallel to one another.
In the grooves, fibers 21 to be coupled are arranged as follows.
Has been held. That is, the end faces 210 of the fibers 21 are oriented in the same direction.
Oriented, flat on the bearing surface 33
Juxtaposed on one straight line 220 in one common plane 22 perpendicular to the plane (
(See FIG. 4).
The fiber end face 210 of each bearing surface portion 330
Bordering, for example, the perimeter 360 of the recess 36 parallel to the straight line 220
The interval d1It is arranged in. The groove of the bearing surface section 330 is
Extends to 60.
Each bearing surface portion 330 has a flat planar strip 331 which
The face strip lies in the plane of the drawing and separates adjacent grooves 31 from one another.
The OEIC module 1 is broken by its mounting surface 13 (see FIGS. 3 and 5) as shown in FIG.
It is arranged flat on the bearing surface 33 as indicated by the line. In other words, each other
A module 1 having two end faces 12 located opposite to each other
Bearing surface section to which the portion of the mounting surface 13 adjacent to the end surface 12 is associated
The portion of the mounting surface 13 that is placed on the
It rests flat on the bearing surface section 330.
The end faces 12 perpendicular to the mounting surface of the module 1 and parallel to each other are
When the tool 1 is thus placed on the support 3, the bearing surface 33 of the support 3
It is located perpendicular to it.
Further, the module 1 has a file which is opposed to each end face 12 in association with each other.
Flat where the bar end 210 exists
The end faces 22 are arranged parallel to the face 22.
Moreover, the module 1 is the module associated with the fiber end 210.
The input / output side 11 located within the end face 12 of each
It is arranged to be placed.
This is achieved according to the invention by a stop device. With this stopper device
The OEIC module 1 mounted on the mounting surface 13 on the mounting surface
The relative displacement between the carrier 3 and the plane 22 of the corresponding fiber end face 210 is determined.
And an end face 210 and an input side corresponding to each other in a direction parallel to the bearing face 33.
And / or can be limited where the output side 11 is opposite.
In this case, it is assumed that the OEIC module 1
The input side and / or the output side 11 has a straight line 120 (
(See FIG. 3).
The distance a is equal to the distance between the straight line 220 of the end face 210 and the bearing surface 33 of the support 3.
It is.
The stopper device comprises, for example, a groove 31 and a projection 131, and the projection 13
1 is formed on the mounting surface 13 of the module 1 and fits into the groove 31 with play.
I agree. Such a stopper 131 corresponds to the groove 31.
Are relatively designed and arranged as follows. That is, the end of the fiber 21
Relative displacement between the module 1 and the support 3 parallel to the plane 22 of the plane 210
When this occurs, the stopper 131 comes into contact with the lateral limit surface 311 of the groove 31 described above.
In this case, the input side and / or the output side 11 of the module 1 are associated with each other.
Such a relative position is precisely located at the end face 210 of the fiber 21, respectively.
Designed and arranged to stop exercise.
FIGS. 2 and 3 are top plan views of one example of an OEIC module.
A figure showing the end surface 12 is shown. In the case of this embodiment, the mounting surface 13 is
It is the back side of Joule 1.
In the case of this module 1, for example, four generally known
The switchable optical directional coupler 10 is formed, and in the case of FIG.
Such a direction, because it is on the underside of the module 1 opposite the side
The sexual couplers 10 are shown in dashed lines along with their associated control electrodes 112.
ing.
Each directional coupler 10 has two optical strips integrated on the module 1.
And the waveguides 110 and 111. These strip waveguides 110 and 111 are
, Ends on both opposing end surfaces 12 of the module 1,
Strip waveguide 110
And 111 so that the wave of light guided to one of them can be coupled to the other waveguide.
The waveguides extend parallel to one another at a reduced distance in the middle part. in this case,
The above coupling is located next to the waveguides 110, 111 in its middle part
This can be performed according to the control voltage applied to the control electrode 112.
The strip waveguides 110 and 110 located on one of the two end faces 12 of the module 1
And 111, the input side and / or the output side 11 of the module 1
Is defined. These end faces 11 correspond to the bearing faces 13 and the corresponding end faces 12.
And on a parallel line 120. Vertical direction between this line 120 and the mounting surface 13
Is set such that the strip waveguides 110 and 111 are directly above the mounting surface 13.
Provided, it is extremely small, in the range of μm or sub-μm. Basic
Specifically, the interval a can be set to zero.
Important for accurate adjustment between the input / output side 11 and the end face 210 of the fiber 21
What is important is that a line 220 (see FIG. 6) is placed on the end face 210 of the fiber 21 on this line.
(There is a central fiber axis) and the distance b between the bearing surface 33 of the support 3 is equal to the distance a.
That is. This is because the module 1 is placed flat on the support 3 as described above.
The two lines 120 and 220 are at the same height with respect to the bearing surface 33.
This is because
Module 1 is mounted on support 3 as described above.
And the protrusion 131 abuts against the side limiting surface 311 of the associated groove 31.
As a result, the input side and / or the output side 11 and the end face 2 associated with each other
10 automatically adjusted, fixing the module 1 in its position on the support 3
Can be.
In order to make a contact connection of the module 1 fixed on the support 3,
An opening 37 is provided. This through opening is in the area of module 1
For example, in the region of the concave portion 36, it extends to the back surface 34 of the support 3 opposite to the module 1.
Then, the contact connection of the module 1 is performed from the back surface 34 through the through opening.
This can be done, for example, by wire bonding.
In the case of the longitudinal section shown in FIG. 5, for example, the electrode 1 of the directional coupler 10
Reference numeral 12 is electrically connected to the wiring board 7 via bonding wires 70.
For example, a support 3 is arranged on the wiring board.
The protrusion 131 on the mounting surface 13 of the module 1 is, as shown in FIG.
The fiber 21 can be arranged in the groove 31 in which the fiber 21 is held. However,
Between the end face 210 of the bus 21 and the input side and / or the output side 11
In this case, it is preferable that the fiber 21 be used in order to cause the propagation of light without obstacle.
In a separate groove 61 which is not arranged and not retained, the projection 13 as described above
1 is placed.
Such a groove 61 can be arranged, for example, between each adjacent groove 31, and
It can be configured to have a smaller cross-sectional dimension than these grooves 31. Heavy
What is important is that the protrusion 131 is fitted with the groove 61 with play,
The groove 61 so that the groove 61 can be moved so as to come into contact with the side restricting surface 611.
Is Rukoto.
Suitable for fixing the fibers 21 in the grooves 31 of the support 3 are the bearing surfaces 3
3 is to form a trench 50 that cuts across the groove 31.
The cable 50 takes in the adhesive 60 (see FIG. 6) for fixing the fiber 21 to the groove 31.
Depth t deeper than the groove 31TwoExtending from the bearing surface 33 to the rear.
In this case, the groove 31 has a shallower depth t.1have. Such a trench
50 enables automatic uptake and uniform distribution of adhesive 60 by capillary action
It works. The adhesive 60 can be, for example, an epoxy adhesive. Trench
50 itself can be formed by sawing.
Further, another trench extending across the trench 50 between the adjacent trenches 31.
It is also suitable to provide a wrench 51 on the bearing surface 33. This another trench 51 has
The other trenches 51 communicate with each other, and the other trenches 51 correspond to the aforementioned trenches 50.
Even deeper depth tThreeExtending from the bearing surface 33 to the rear. Another train like this
The adhesive 60 to the groove 31 on the other side of this other trench.
It is prevented from flowing too much. The fibers in those grooves on the other side
21 should be installed, for example on this side of another trench 51
The fibers 21 to be attached are such that they cannot be attached at the same time.
Another trench 51 has a plurality of parallel grooves 31 for mounting the fiber 21
Such sections can also be used to separate the support sections from each other.
The section is formed in the area of another trench 51 to form the support 3 according to FIG.
Separated from the support.
In addition, the fiber 21 is arranged and attached in the groove 41 of the auxiliary support 4 so as to be attached.
Are also more suitable. The grooves 41 are next to the flat surface 43 of the auxiliary support 4.
It is formed and designed as follows. That is, as shown in FIG.
The fibers 21 arranged in the grooves 41 are formed on the peripheral surface 212 by the sides of the grooves 41.
Arranged to contact the limiting surface 411 and protrude from the flat surface 43 of the auxiliary support 4
Have been.
The groove 41 of the auxiliary support 4 is referred to as a groove 31 arranged in one plane of the support 3,
Can be superimposed. That is, each fiber 21 is attached to the support 3.
In the groove 31 associated with the groove 31 at its peripheral surface 212,
This can be performed so as to contact the side restriction surface 311 of the groove 31. In this case, the auxiliary support
4 can be formed identically to the support 3, and the larger
May be a section of the support separated from the support. phase
Accordingly, the auxiliary support 4 is configured to have a trench 50 for taking in the adhesive.
You can also.
By assembling the fibers 21 separately on the auxiliary support 4 in advance,
The production is increased, and the fiber 21 can be fixed on both sides.
All grooves 31, 41, 61, as well as another trench 51,
Side limiting surfaces 311, 4, which are arranged at an angle to each other and face each other
It is advantageous to have 11,611 to 511. like this
The limiting surface is to be grooved, for example, by selective etching in silicon
Is obtained. It is therefore advantageous if the support 3 is made of silicon, while
The joule 1 preferably has a substrate made of an electro-optical material, for example InP.
is there.
Grooves with side limiting surfaces that are arranged at an angle to each other are V-shaped.
Or U-shaped.
V-shaped or U-shaped grooves 31 to 41 made of silicon and another train
The coupling device according to the present invention, wherein the coupling 51 is formed by anisotropic etching.
Of the support 3 or the auxiliary support 4 for
In this case, the grooves 31 to 41 have an opening width s of about 153 μm and a depth t of about 108 μm.1
And another trench has a depth t of about 150 μm.ThreeTo have
. The sawn trench 50 has a depth t of about 130 μm.TwoTo have
Was. Further, the diameter of the core 215 (see FIG. 4) of the fiber 21 is typically 3 to 3.
8 μm and the diameter of the cladding 212 is typically about 100-150 μm.
A known single-mode glass fiber was used.
The fiber 21 to be mounted is usually covered by a protective jacket 25. This protection
The jacket 25 has been removed from the fiber 21 in the region of the groove 31. Protective jacket 2
Purpose of preventing mechanical load from being applied to brittle fiber 21 removed
In the groove 31, on the side opposite to the module 1, a fan covered with a protective jacket 25.
A tank-shaped recess 32 for accommodating and fixing the rivet 21 is provided.
1 in which a protective jacket 25 is arranged and secured with, for example, an adhesive.
Can be specified. In the implemented embodiment, this recess 32 has a depth of about 150 μm.
It had something.
In the selective etching of the groove 31, 41 or 61, a vertically elongated strip
If the mask is not positioned parallel to the silicon crystal axis,
As shown by way of example in FIG.
May spread. Width S1
The mask 8 having the length L is used for selective etching of the surface 33 of the support 3.
It forms an angle α with the direction r in which the groove 31 is formed from silicon. this
The opening width s of the groove 31 is equal to the lower left corner 81 of the mask 8 measured perpendicular to the direction r.
It is defined by the distance between the upper right corner 83. Make the length L of the mask 8 longer
The greater the width, the greater the width s of the resulting groove 31.
In order to keep the width s of the groove 31 small, the mask 8 is used instead of the mask 8 shown in FIG.
Use one or more divided masks as described. Such trout
The mask sections 8 are spaced apart from one another in the direction of the central axis 38 by e.1
, 8Two, 8Three, 8Four, 8FiveIt consists of. These mask sections 81~
8FiveGroove section 31 by each of1, 311Two, 31Three, 31Four, 31FiveIs generated
This is because the length l of the mask section is short, so that the long mask shown in FIG.
8 has a width s smaller than that of the groove 31 generated by the groove 8.
Generated groove section 311~ 31FiveAre flat with each other in the direction r before and after
Masses which are offset in rows and extend at an angle α to the direction r
Section 81~ 8FiveAre arranged on the central axis 38 of Neighboring trout
Section 81And 8TwoOr 8TwoAnd 8ThreeOr 8ThreeAnd 8FourOr 8FourAnd 8FiveIs the groove section
Web 8 extending across the intersection12
, 8twenty three, 834Or 845Are separated from each other. Insert the fiber 21
Adjacent groove sections 81And 8TwoOr 8TwoAnd 8ThreeOr 8Three
And 8FourOr 8FourAnd 8FiveExtends between them and intersects direction r and axis 38.
Are separated from one another by existing trench-shaped recesses 39, the recesses 39
By web 812, 8twenty three, 834Or 845Are removed and they are shown in dashed lines in FIG.
Indicated by Such a trench-shaped recess 39 can be formed by sawing.
.
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(72)発明者 マインラート シーンレ
ドイツ連邦共和国 Ｄ−81735 ミュンヘ
ン シュトレーレランガー 13
(72)発明者 マルティン ホンスベルク
ドイツ連邦共和国 Ｄ−83359 フーフシ
ュラーク ゲオルギシュトラーセ 26
(72)発明者 グスタフ ミュラー
ドイツ連邦共和国 Ｄ−80993 ミュンヘ
ン フェルトモヒンガーシュトラーセ 41
デー────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(72) Inventor Meinrad Scheenle
Germany D-81735 Munche
Streelanger 13
(72) Martin Honsberg
Federal Republic of Germany D-83359 Hoofushi
ラ ー urak Georgstrasse 26
(72) Inventor Gustav Muller
Germany D-80993 Munche
N Feldmohingerstrasse 41
Day